利用岩石学和便携式X射线荧光技术解析澳大利亚Murujuga地区石器组合的原料来源

推荐：研究人员针对澳大利亚Murujuga地区复杂地质背景下石器原料难以准确鉴定的问题，采用便携式X射线荧光(pXRF)和岩石学技术开展原位地球化学分析。通过建立Zr-Ti概率模型成功区分6类主要石器原料，揭示Nganjarli遗址超50%石器为异地来源，而岛屿遗址多依赖本地原料。该研究为理解古代人类资源利用模式提供了创新方法学框架。

　　

在澳大利亚西北部的Dampier群岛（现称Murujuga），丰富的岩画艺术和石器遗存构成了独特的文化景观。这片被列入世界遗产名录的区域，蕴藏着从内陆山脉到海岛演变过程中人类持续活动的证据。然而，复杂的区域地质背景给考古研究带来巨大挑战——不同岩石类型外观相似，传统鉴定方法易产生主观误判，严重制约了对石器原料来源和古人活动模式的理解。如何建立客观的岩石鉴定标准？古代人类如何在这片"石器资源富集环境"中获取和利用原料？这些问题的解答对重建人类适应海平面变化的生存策略至关重要。

西澳大利亚大学岩石艺术研究中心（Centre for Rock Art Research and Management, The University of Western Australia）的John H. Fairweather团队在《Journal of Archaeological Science: Reports》发表的研究，创新性地将便携式X射线荧光(pXRF)技术与岩石学分析相结合。研究团队在2018-2019年两个野外季系统采集了119处基岩样本和137件原位石器，通过薄片显微观察建立岩石分类体系，利用pXRF获取15种元素数据，最终构建Zr-Ti双变量概率模型。特别针对普遍存在的风化壳（厚达20mm）进行了30组新鲜-风化面对比实验，验证了方法的可靠性。

岩石学显微特征揭示三大岩类

薄片分析将区域岩石划分为三大类：1）长英质-中性火成岩，包括具特殊"显微文象结构"的微花岗岩（含花岗斑状、球粒状和均质三种亚型）和石英闪长岩；2）镁铁质火成岩，含辉长岩、显微辉长岩和具硅质杏仁体的硅化玄武岩；3）火山碎屑岩，以Rosemary岛特有的凝灰质粉砂岩为主。这些岩石普遍经历绿片岩相变质（300-450°C），产生大量绿帘石、绿泥石等次生矿物。

pXRF指纹建立原料判别标准

主成分分析显示Ti、Zr等元素具有最佳区分度。建立的Zr-Ti概率图清晰界定6种石器原料：微花岗岩（Zr 40-160ppm，Ti 200-1600ppm）、凝灰质粉砂岩（Zr 80-220ppm，Ti 800-3000ppm）、硅化玄武岩（Zr 20-80ppm，Ti 2000-6000ppm）等。风化作用使Ti、Zr浓度升高10-30%，但未影响分类准确性，这对不可移动石结构分析尤为重要。

石器来源揭示人类适应策略

应用该标准分析4个遗址显示：Nganjarli峡谷69%石器为异地硅化玄武岩（最近露头在15km外），反映该地作为原料集散中心的特殊地位；而Dolphin岛和North Gidley岛87%石器源自本地微花岗岩；Rosemary岛石器则全部匹配当地显微辉长岩。这种差异映射出海平面上升（约1万年前）前后人类资源策略的转变——岛屿形成后更依赖本地原料，与早期广泛获取模式形成对比。

这项研究开创性地建立了Murujuga地区石器原料的客观判别体系，证实pXRF原位分析在文化遗产保护中的实用性。通过揭示从"内陆原料广域获取"到"岛屿资源本地化利用"的适应转变，为理解古代人类应对环境变化的智慧提供了地质学证据。建立的Zr-Ti判别模型具有普适性，可推广至其他复杂地质区的考古研究，为文化遗产管理提供科学依据。特别是对风化表面分析的验证，解决了不可移动遗迹研究的重大技术瓶颈。该成果不仅深化了对Murujuga文化景观的认识，更展示了跨学科方法在破解考古学难题中的强大潜力。